Comments 51
А как Вы объясните штыревую антенну у рации с батарейным питанием (вариант конденсатора не работает, вариант земли не работает и высокого напряжения нет)?
От ёмкости не так просто избавится.
вариант земли не работает
Когда говорят об антеннах, то под землей не обязательно подразумевается штырь, забитый в землю. В качестве земли может выступать любая подстилающая проводящая и достаточно протяженная поверхность, вовсе не обязательно гальванически связанная с землей. Так же вместо земли может использоваться противовес - кусок проводника, противоположно направленный штырю антенны (или "куст" из нескольких проводников).
В случае носимой рации роль противовеса (или "земли") выполняет корпус рации, если он металлический, или все проводящие "потроха" рации, в случае диэлектрического корпуса.
А если радиостанция - это чип 3x3 мм и батарейка CR2032. Это тоже аналог земли? Полагаю, что у Вас изначально неверно объяснена антенна. Правило "буравчика" помните?
----------------
и еще..
антенна излучила, а дальше энергия от нее летит ка пуля из ружья на сотни метров (километров)? А как же в космосе? А как же свет и излучения радиодиапазона от Солнца?
А если радиостанция - это чип 3x3 мм и батарейка CR2032. Это тоже аналог земли?
Если размер этого чипа и батарейки соизмеримы с четвертью длины волны, то да. Если много меньше, то штыревая антенна работать не будет (точнее будет, но очень не эффективно). Придется делать не штырь, а вибратор.
Полагаю, что у Вас изначально неверно объяснена антенна.
Разве я объяснял принципы работы антенны? Я бы не взялся это делать в комментарии (да и в полноразмерной статье не взялся бы)
Правило "буравчика" помните?
Помню:) Правда уже не помню, сколько десятилетий назад им пользовался. А вот в контексте объяснения "на пальцах" принципа работы антенны оно точно не нужно - какая принципиальная разница, в каком из двух направлений будут простираться линии напряженности магнитного поля, порождаемого током в проводнике?
антенна излучила, а дальше энергия от нее летит ка пуля из ружья на сотни метров (километров)?
В отличие от пули, электромагнитная волна расширяется по мере распространения в пространстве в пределах телесного угла ДН антенны. По мере расширения плотность энергии волны уменьшается пропорционально квадрату расстояния (если пренебречь затуханием в среде). "сотни метров (километров)", на котором Вам удастся принять сигнал зависят от мощности передатчика, чувствительности приемника и уровня помех.
А как же в космосе?
А что не так с космосом? Там условный вакуум, затухание почти отсутствует.
А как же свет
А что не так со светом? Это точно такие же электромагнитные волны. Только, когда переносите понятия с радиоволн на свет и обратно, не забывайте учитывать гигантскую разницу в длине волны (многие, увы, забывают и пытаются применительно к элементам антенны размером, соизмеримом с длинной волны, оперировать понятиями геометрической оптики, откуда получаются всякие "экраны", полностью подавляющие излучение в задней полусфере и прочая ересь).
Самый значимый аналог земли для носимого радио - это рука и тело оператора! Даже при проверке портативных антенн на анализаторе без касания его корпуса рукой получается откровенная фигня в измерениях, тогда как при касании резонансы встают на нужные места.
Правило "буравчика" не предполагает ни конденсаторов ни земли, а электромагнитное поле вокруг проводника создается и излучается этим проводником даже в космосе.
--------------------------
В детстве делал передатчики на средние волны. Антенной была батарея центрального отопления. И работало.
Чтоб работало правило необходим ток. Чтоб протекал ток цепь должнf быть замкнута.
а как же конденсатор в цепи переменного тока?
Цепь не замкнута, а ток есть?
Конденсатор это не разрыв для переменного тока. См. ток смещения в ур. Максвелла.
Вы ошибаетесь. Электрическая цепь разрывается конденсатором. При переменном токе конденсатор работает либо как аккумулятор , либо как генератор тока. Но разрыв электрической цепи никуда не девается. Более того, есть еще и радиосвязь, при которой цепи передатчика и приемника на разных сторонах электрически изолированы.
Вы ошибаетесь. Электрическая цепь разрывается конденсатором.
Это не я ошибаюсь, а Максвелл :)
конденсатор работает либо как аккумулятор , либо как генератор тока.
У вас еще и закон сохранения энергии нарушается?
цепи передатчика и приемника на разных сторонах электрически изолированы.
И что, чему это противоречит?
Ну и как у Вас уравнение Максвелла доказывают, что конденсатор закорачивает разрыв на переменном токе?
Вы прикалываетесь? Каким образом нарушается закон сохранения энергии?
Вы уж не только лозунги вывешивайте, но и объясните их.
Ну и как у Вас уравнение Максвелла доказывают, что конденсатор закорачивает разрыв на переменном токе?
Уравнение показывает, что в цепи с конденсатором течет ток, и переносится энергия. Этого недостаточно?
Каким образом нарушается закон сохранения энергии?
Я не знаю зачем вы так обозвали конденсатор. Конденсатор не может работать ни аккумулятором ни источником тока в нем нет энергии. Вы можете зарядить конденсатор, потратив энергию, тогда из него энергию можно получить. Но он не станет аккумулятором или источником тока это совсем другие устройства.
Поясняю для вас как работает конденсатор.
В начальный момент в нем нет энергии. При включении цепи, конденсатор начинает заряжаться,т е накапливает энергию (заряд). и работает как накопитель (аккумулятор) энергии.
Когда полярность напряжения меняется, то конденсатор начинает разряжаться, т е отдавать энергию в цепь. таким образом при воздействии знакопеременного напряжения конденсатор либо заряжается, либо разряжается. Закон сохранения энергии при этом соблюдается. Откуда Вы взяли, что этот закон нарушается?
Есть мнение, что первично распространение магнитного поля. А что является его переносчиком - частный случай. Можно направлять поле, заставляя перемещаться электроны в проводнике. А можно и по другому. В конденсаторе используется барьер из диэлектрика. Диэлектрик, в отличии от изолятора, может поляризоваться под действием приложенной к его противоположным сторонам разности потенциалов. Именно токи поляризации переносят энергию, создавая движение поля. Вроде так получается
Статья явно недописана и брошена на пол пути. Нет ни слова про согласование, про переданную и отраженную мощность и их соотношение (КСВ), про диаграмму направленности. Автор вскользь упомнянул про мертвые зоны у диподя и на этом остановился. Все это в радиосвязи как закон Ома для электрика. :)
Про портативные радиостанции. Есть такое понятие как "ground plane" или "виртуальная земля" - это противовес для вибратора (для штыря антенны) или "вторая обкладка антенного конденсатора". В качестве GP может выступать как печатная плата радиостанции или оплётка фидера, так и её корпус, и даже человек держащий её в руке. GP может работать как самостоятельно, так и иметь емкостную связь с человеком (оператором) и с настоящей Землей. Отсюда есть ряд интересных моментов:
Когда оператор берет в руки портативную радиостанцию он увеличивает емкостную связь и это улучает характеристики приема, но тут же изменяет диаграмму направленности - она становится повернутой в противоположную сторону от того, куда смотрит оператор. Что бы понять это, нарисуйте на листе бумаги человека в качестве одной обкладки конденсатора и радистанцию, которую он держит в руке - в качестве другой. Между ними нарисуйти линии электрического поля. Часть линий замыкается, а часть выходит из обкладок и удаляется в окружающее пространство. Прикинте куда будет направлен градиент этого поля.
Земля оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие на распространение ЭМ волны. Физически заземленная радиостанция работает лучше (больше дальность, выше чувствительность). Но недостаточно высоко подвешенный вибратор будет малоэффективен, так как всё создаваемое поле межу обкладками "антенного конденсатора" будет тут же уходить в землю и возвращаться в систему питания радиостанции. Поэтому, портативные радиостанции, при работет непосредственно у поверхности земли (1-2 метра) показыват очень плохую дальность свзязи даже в прямой видимости. Но если вибратор поднять над поверхностью земли на 3-5 метров то дальность связи увеличится в разы. В этом случае говорят, что Земля обладает экранирующим эффектом.
Штыревые антенны, которые представляют из себя четвертьволновой монополь, как правило настроеные на заводе на использование GP - корпуса, фидера или печатной платы радиостанции. Если такую антенну отсосединить и начать её испытывать на приборах, то она будет показывать совершенно другие характеристики, так как отсутствует GP с которой она настроена в резонанс. В этом слысле, любое тестироване штыревых антенн без понимания происходящего, обречено на провал.
На Ютубе много видеороликов (особенно сейчас с фронта), где непонимающие в радиосвязи люди пытаются тестировать и _настраивать_ штыревые антенны подключая их к анализаторам спектра или КСВ-метрам напрямуя без создания эквивалентной GP, а потом беруться доказывать и рассуждать о качестве той или иной антенны. Надо понимать, что антенна это комплексное являние включающее в себя систему из вибратора, фидера, самой радиостанции, её оператора и окружающей местности. КСВ у антенны в непосредственной близости у земли и на высоте 5 м будут разными и резонансы будут в разных точках.
Это вкратце. Автору пожелаю сил и ресурсов для того, чтобы дописать статью.
получим формулу равенства произведения двух частот синусоид
Чтоб это работало в приемнике должен быть элемент выполняющий эту операцию - смеситель, а у вас ни слова об этом.
Более неудачного и непонятного описания принципа работы супергетеродинного приемника, чем в этой статье, я еще не встречал. Пример с "музыкантами":
Музыкантам уже давно известно тесно связанное с этим явление: при
воспроизведении двух очень схожих тонов в результате получается
неожиданная медленно пульсирующая частота.
вообще "не в тему": биения, получаемые при сложении двух синусоид (как в случае с "музыкантами") и новые частоты, получаемые при перемножении синусоид (как в случае преобразователя частоты супергетеродина) - по сути абсолютно разные вещи.
Попытка объяснить "на пальцах" принцип работы полуволнового вибратора путем мысленного "разворачивания" обкладок конденсатора крайне неудачная - Вы оперируете только электрической компонентой электромагнитного поля полностью игнорируя магнитную, а они друг без друга "не работают".
Гораздо более адекватное объяснение "на пальцах" работы полуволнового вибратора получается, если "разворачивать" проводники четвертьволнового отрезка симметричной длинной линии. Правда, для этого предварительно придется объяснить работу этой самой длинной линии :) А именно: картину электрического и магнитного полей в линии, почему вход разомкнутого четвертьволнового отрезка эквивалентен короткому замыканию, и т.д.
В общем, без понимания основ теории электромагнитного поля и, увы, совсем без формул, обойтись не удастся. Все попытки совсем упрощенного объяснения "на пальцах" приводят к созданию ложной картины мира у "вновь посвященных", что в последствии приводит к слепой вере в массу "еретических" легенд относительно антенн, в изобилии гуляющих по интернету.
Помню, когда был курс радио физики и какой-то похожий продвинутый курс, там любая тема начиналась с "все исходит из уравнения Максвелла". А потом накручивались дивергенции ротора, градиенты, и прочая магия.
Так что ответ на вопрос из заголовка должен быть: "по уравнению Максвелла".))))
А если мы а если вообще не в ту сторону смотрим, а если рассмотреть не ЭЛЕКТРОмагнитные волны, а МАГНИТОэлектрические, предположим что эффект "ЭЛЕКТРО" в них есть суть паразитный эффект.
Кто нибудь пробовал пересчитать теорию на этот манер, а то открылись бы занятные перспективы, как то нормальная подводная связь например...
Ничего пересчитывать не надо. Антенны бывают с явно выраженными электрическими и явно выраженными магнитными свойствами. То, о чем Вы говорите это магнитная антенна - ферритовый сердечник с намотанной проволокой, часто использовалась в радиоприемниках ДВ, СВ и КВ диапазонов в средине-конце прошлого века.
Дистилированная вода, кстати, является отличным диэлектриком (E=80) и поэтому хорошо проводит ЭМ волны. Проблема с речной (питьевой) и морской водой - из-за примеси солей она становится электролитом, ЭМ волна в такой среде бытро затухает.
Дистилированная вода, кстати, является отличным диэлектриком (E=80) и поэтому хорошо проводит ЭМ волны.
Дистиллированная вода является отличным диэлектриком на постоянном токе. На ВЧ понятие "хороший диэлектрик" подразумевает не только высокое объемное сопротивление, но и низкий тангенс угла диэлектрических потерь. А вот с этим у воды все не так хорошо: полярные свойства молекул воды, за счет которых и получается столь высокая диэлектрическая проницаемость, также обуславливают и довольно высокие потери. Кстати, и величина диэлектрической проницаемости воды порядка 80 справедлива лишь для постоянного тока и НЧ, а по мере роста частоты падает.
Поэтому с заверением, что дистиллированная вода хорошо проводит ЭМ волны, Вы несколько погорячились - да, проводит, но потери при этом значительны, поэтому "хорошо" здесь как то не очень уместно.
Согласно табличным данным, у дистилированой воды E=80 при частотах до 3 ГГц и t=20C. Недавно с этим пришлось столкнуться.
ну что-ж, не так давно проскочила публикация некой научной "вражеской" группы, суть в том, что, согласно "забубенному" молекулярному анализу воды были расчитаны частоты "прозрачности" , затем сваяли тестовый стенд, помнится труба несколько метров, с одной стороны "светили" с другой ловили, соответсвенно залили водой, теоретические изыскания подтвердились, даже графики с замерами напечатали, приличные децибелы случились, средняя частота 100 +- Гигагерц... дома накухонном столе не потренеруешся, правда висело в сети это недолго...
Позже, из абсолютно другого источника, всплыла информация, что некоей DARPA был сделан заказ на мобилные средства связи на частотный диапазон 100+- гигагерц... Забавно, не так ли...
Далее, по поводу проницаемости морской или пресной воды и математических изысканях... Да , эм волна не проникает в пучину вод. Но тупой детский вопрос-предложение, предположим, для ровного счета, компас на глубине -1км. в пучине вод работает?.... т.е. магнитному полю пофигу... А если за это поле "подергать", то может связь организовать можно... Это так, к размышлению о несовершенстве наших представлений про этот мир...
т.е. магнитному полю пофигу...
Если скорость изменения близка к нулю, если нет то уже не пофиг. :)
Есть другое предложение связь на нейтрино - вот кому все пофиг. ;)
Я конечно не специалист, но (c) Переменное электромагнитное поле существует именно как неразрывно связанное. Электрическая и магнитная составляющие порождают сами себя и получается что-то вроде колебательного контура без физических частей. Если энергия этого колебания будет тратиться на движение заряженных частиц (ионов) то оно будет затухать и уходить в тепло.
А постоянное магнитное поле понятное дело, что проникает в толщу воды, оно самой планетой генерируется.
Поправьте если я ошибся, мне самому интересно верно ли я понимаю матчасть.
У магнитных антенн проникающая способность всё же выше, чем у обычных электрических. Если проводник, равный длине волны свернуть в круг или прямоугольник, сделав его короткозамкнутым по сути, то у него появится отличная магнитная составляющая и бонусом - ярко выраженные направленные свойства, а заодно и мощный энергетический потенциал около антенны, позволяющий лучше отражаться от близко находящихся препятствий.
А вообще, у Тимура Гаранина есть полно ликбезов по различным антеннам, школьники пищат от его подачи.
это по бытовому из разряда, что вперед курица или яйцо, что генерирует что, или одно есть паразитное свойство при изменении другого, насколько я помню существовало (существует) несколько вариантов представления полей Максвеловское и еще чьито, я уже все забыл (каюсь), можно представить, что при изменениии магнитного поля происходит генерация электрополя, которое в свою очередь поглощается веществом, НО что есть понятие "измерение" и какое "изменение" обязательно генерирует электрополя, амплитудное, векторное, фазовое... Максвеловкая теория весьма обширная, и к сожалению, в мою голову уже не лезет (старая больная обезьяна)... Если Вам хватает здоровья и упорности, дерзайте... Быд один неоднозначный товарищь, с весьма занятной репутацией, упирающий как раз на Максвеловскую теорию, народ с классическим образованием утверждает что его идеи бредовые, возможно, но блин его тестовая пищалка на 400 Мгц, с глубины -40м ловилась... Я не проверял, но все же все-же...
День добрый. Хотелось бы узнать Ваше мнение по поводу систем связи с шумоподобными сигналами.
Объяснение антенны через конденсатор как минимум не полно, как максимум ошибочно. Поясняю. Когда Вы разводите обкладки конденсатора, то у вас между обкладками существуют электростатические силовые линии. Но радиосвязь - это электромагнитное поле. Т е для передачи по радио должна в вашем повествовании появиться индуктивность. В итоге конденсатор будет накапливать заряд электричества, а индуктивность -накапливать магнитную индукцию. А вместе они создадут колебательный контур, который и будет излучать электромагнитные волны.
Когда Вы разводите обкладки конденсатора, то у вас между обкладками существуют электростатические силовые линии. Но радиосвязь - это электромагнитное поле. Т е для передачи по радио должна в вашем повествовании появиться индуктивность.
Ваше представление как минимум не полно, как максимум ошибочно. Если кратко, чтоб создать ЭМ поле достаточно переменного магнитного или электрического поля - см. ур. Максвелла.
Вы где в уравнении Максвелла нашли, что антенна создается из конденсатора? см. уравнение Максвелла и уравнение Лоренца.
Для справки:
уравнения Максвелла не составляют ещё полной системы уравнений электромагнитного поля, поскольку они не содержат свойств среды, в которой возбуждено электромагнитное поле.
Вы где в уравнении Максвелла нашли, что антенна создается из конденсатора?
Электрический ток и изменение электрической индукции порождают вихревое магнитное поле
Для справки:
Начните с рассмотрения ЭМ поля в вакууме.
Мне это не надо. Если Вы хотите что-то доказать, то докажите. Если доказывать не желаете, то в чем смысл такой дискуссии. Вы можете делать антенну и из конденсатора, а я добавляю еще и индуктивность. У меня все работает.
-------------------------
Для справки. Попробуйте спаять антенну и сделать передатчик без индуктивностей. Лишь по уравнению Максвелла.
Мне это не надо. Если Вы хотите что-то доказать, то докажите.
Я не знаю, тогда что вам надо? Других уравнений у меня для вас нет.
У меня все работает.
И у меня работает с конденсатором и у вас, даже если вы это отрицаете.
Попробуйте спаять антенну и сделать передатчик без индуктивностей.
Не надо путать принцип возникновения ЭМ волны и конкретное тех.устройство. ЭМ волну и молния создает без всяких колебательных контуров.
В физическом мире (не в абстрактном) индуктивностью и ёмкостью обладают все проводники. Т.е. как ни старайся у проводников будут паразитные параметры...
А что насчёт ртутной антенны? Почему она мешала переговорам авиадиспетчеров?
Придумал вот такое объяснение как сделать антенну из конденсатора.
Сначала мы разворачиваем пластины. Потом удлиняем эти пластины до полуволны. При этом эти полуволновые отрезки становятся индуктивностью. В результате получается последовательный контур, что и требовалось получить.
В случае AM бывает достаточно очистить усиленную синусоиду при помощи диода
Ну вот так точно нельзя. Вы же ссылаетесь на преобразование Фурье и представление в частотной области? Почему бы детектирование и гетерогенирование не объяснять через свёртку в частотной области а не через мутноватые формулы с косинусами? Там и картинки будут понятней, и модулятор-демодулятор обретёт физический смысл
Вот тут пожалуй лучше написано про антенны:
Насчет антенн вам следовало начать с Генриха Герца - почему он сделал именно так , а не иначе?
Как работает радио?